王浩　杨敏　陶天友　茅建校

摘要：以2012年“达维”和“海葵”台风期间苏通大桥SHMS实测风数据为研究对象，采用游程检验法对桥址区实测风速进行了平稳性检验，对比分析了基于平稳和非平稳风速模型计算得到的平均风速风向（时变）、紊流强度、紊流功率谱密度等风特性，并采用基于小波变换（WT）的演变功率谱密度（EPSD）估计方法，进行了实测强风非平稳演变功率谱分析。结果表明，实测风速表现出明显的非平稳特性；由于时变趋势项的引入，非平稳风速模型比传统平稳风速模型能更好地表征实测强风特性；所得演变功率谱密度直观地展示了实测脉动风速能量的时频分布，EPSD均值与傅里叶变换谱吻合良好，验证了EPSD估计的可靠性。研究结果可为今后非平稳风场实测分析及数值模拟提供参考。

关键词：苏通大桥；非平稳风特性；台风；演变功率谱密度；小波变换

引言

桥址区风特性是大跨度桥梁抗风设计与验算的基本依据，而实测研究是掌握该地区风特性的最有效方法。上世纪70年代以来，国外针对台风气候模式的研究已有不少进展，建立了部分台风数据库。国内学者针对山谷、沿海地区强/台风特性开展了大量现场观测研究，并取得了一些研究成果。然而上述研究工作都是以平稳随机假设为基础开展的。近年来，一些研究表明因为复杂地形的台风和季风都具有明显的非平稳特征，促使研究者将注意力转移到对极端天气状况下非平稳随机风场的研究中。……